DRONES! - Documentary on the future of air warfare from the UAV to UCAVs
來源：机器人圈
如果有人問：你認為無人機該是什麼樣?你的腦子裡會想到了什麼畫面呢？
搭載導彈的軍用機?迷你航拍的消費機?噴灑農藥的服務機......或許，你想到了更多更多？
我們不得不承認，無人機的誕生正在改變人類社會，這種改變將會越來越明顯。我們迫切的想要知道，未來的無人機將會具有怎樣的廣度與寬度？
那麼現在，我們就來揭曉這個答案⋯⋯
無人機的本質是什麼?
隨著資訊技術的高速發展，無人機技術發生了巨大的變化。從遙控飛行器(RPV)，到無人駕駛飛機(UAV)，再到無人宇宙空間監視(UAS)，無人機技術已然邁向了一個新的高度。
美國白宮軍事顧問、機器人專家辛格曾經說過，機器人的本質就是機器。未來汽車的三個功能將是感知、認知和行動。無人機即是機器，也要具備汽車的三個要素，因此無人機也叫做空中機器人。
空中飛行器具有怎樣的發展規律呢?過去，有人機一統天下，下一步，無人機將會對有人機做出重要補充。未來一段時間，無人機和有人機相互依存，協同發展，最後我們期待著無人機一統天下。
在近幾年的局部戰爭中，無人機的使用品種和架次急劇增加，這引發了全世界研制無人機的熱潮。
那麼，目前的無人機都在往哪個方面發展呢?在這裡，從六個方面來一覽無人機的發展趨勢。
無人機的六大發展方向
(一)以戰場偵查和查緝打擊結合為主要目的，大力發展查打和偵查結合的無人機。
在美國無人機的發展路線圖中，無人機被分為小中大，和無人作戰四種類型，完成的任務也被分為十八種。其中，偵查、精確目標定位和指示，總是排在第一位和第二位。
現在，無人機肩負著國家哨兵的重任。世界上裝備的無人機中大約80%都是偵察機，具體工作包括圖像偵查(可見光、紅外光、光譜、雷達、雷射)、訊號偵查、氣象水文、磁、核生化等等。
將偵查和打擊兩種模式結合在一起，能夠很好的實現「發現即摧毀」的作戰模式。
這種將武器打擊模組嵌入到偵查無人機中的解決思路，備受軍方關注。像捕食者、獵人和死神這樣的無人偵查機，已經開始應用這種模式。
(二)以火力打擊和空中對抗為主要需求，大力發展無人作戰飛機。
例如，像人們比較熟悉的X47B，它是在美國福特級航母上，配套使用的無人作戰飛機，還有由法國牽頭，六國共同參與研製的「神經元」無人作戰飛機。另外，還有英國「雷神」和俄羅斯「電鰩」。
(三)以特種偵查和「蜂群」作戰為主要目標，大力發展微小型無人機系統。
微型和小型無人機都有嚴格的定義，比如美國規定，微型無人機是指外形尺寸，介於鷹和大型蝗蟲之間的無人機，小型無人機是指起飛總重量大於2.3KG，小於25KG的無人機。
近年來，隨著新型技術的出現，微小無人機出現了異軍突起的現象。現在，人們可以看到各類小型機，例如像蚊子和蝴蝶這樣的昆蟲仿生無人機。
為什麼要研製這樣的無人機呢?這樣的無人機可能在民用方面有很多的用處，但是，它主要是在軍事領域應用，在特種部隊「蜂群」作戰上。
「蜂群」作戰已經成為了美軍重要的發展方向，從2015年3月開始，美國海軍就已經開始測試低成本無人機蜂群作戰技術(LOCUST)。該項目採用廉價的「郊狼」型無人機，重量在6KG左右，時速到到145公里，由無人機大炮接連發射升空。
「郊狼」型無人機
目前，已經測試9架無人機自主編隊飛行，計劃2016年夏季進行30架規模的蜂群作戰測試。
(四)以新型動力技術為主要突破，大力發展超高速無人機，和超長航時系統。
超高速無人機一般是指，巡航速度大於5馬赫的無人機(1馬赫大約是1200公里/小時)，這種無人機需要通過火箭發動機、航空發動機，和超燃衝壓發動機，組合實現超高速飛行。
超長航時無人機一般是指，續航時間在48小時以上的無人機。這個層次的無人機，和人們通常所說的消費級無人機，在超長航時上的概念是完全不一樣的，它的動力能源問題，將通過太陽能、燃料電池、氫發動機，和核動力來解決長航時的問題。
例如，在氫發動機無人機系統方面，美國波音公司研製的創造性的液氫動力無人機——「鬼眼」，它採用兩台2.3升4缸發動機，每台發動機可以產生150匹馬力。可在2萬米高空持續飛行4天，持續執行監視和偵察任務。
而且它非常環保，產生的副產品只有水。這款無人機已於2012年6月實現首飛，繼續在加利福尼亞州愛德華茲空軍基地測試。
「鬼眼」無人機
在核動力長航時無人機系統方面，美國科學家已經完成了新一代核動力無人機的理論，和可行性研究。
核動力新技術不僅能讓無人機連續飛行時間，從「天」增加到「月」，還能給無人機武器、控制等系統增加動力。因其超長的續航時間，能大大減少後勤支持成本。
目前正在開展提高核反應堆，安全性的相關工作，未來必將給無人機動力技術，帶來革命性的變化。
在雷射和微波輸能長航時無人機系統方面，美國洛克希德．馬丁公司與美國雷射動力公司，於2012年就在一款小型無人機上，成功測試了一種新型雷射輸能系統，無人機續航時間達到了48小時，而原來只具備2小時的續航時間。
攜帶雷射炮的無人機
除此之外，還有一種無人機是採用火箭助推、無動力滑翔的方式飛行。這種無人機是什麼概念呢?也就是說，通過火箭把無人機帶到大氣層的臨界位置，然後以一定的角度和速度砸向大氣層，實現乘波飛行。
這個方式類似於玩「水上漂」，就是把薄石片以一定的速度和角度打到水面上，讓石子在水上漂行，而大氣層就相當於水面。無人機在這種狀態下，速度可以達到20馬赫。
臭鼬工廠副總裁阿爾．羅米格說過，速度是新的隱形手段，超高速飛行器將成為遊戲的改變者。這種無人戰機一旦投入使用，將改變戰爭形態和「遊戲規則」，使現有的攻防體系發生重大變革，既有的防禦手段將面臨被「清零」的危險，將會形成新的戰略威脅。
(五)以資訊技術為核心，大力推進無人機系統的智慧化。
無人機系統是典型的資訊化裝備，美國在《2013-2038年無人系統綜合路線圖》中，提出了無人系統面臨的九項瓶頸技術，其中互操作性、自主性、通信、安全、傳感器、電腦等六項，都與資訊技術密切相關。
二十年來，無人機之所以發展的如此迅速，其中，資訊技術的發展，起到了關鍵性地推動作用。除了無人機，傳統的資訊技術解決遙控遙、測、跟蹤定位，和資訊感知處理問題。目前隨著資訊技術的發展，出現了三個特點：
第一，無人機發展與新興資訊技術產業密切相關。大數據、雲計算、物聯網(含網際網路)等新興資訊技術產業發展，正在深刻影響著無人機技術的變革。
①在大數據技術方面，無人機作為空中移動的傳感器節點，能夠在大地測繪、國土資源調查、氣象探測、交通監管、工林業生產、物流運輸、個人消費等領域，產生海量的數據。還包括無人機飛行參數資訊，部分數據具有至關經濟效益，而大部分數據需依託大數據技術，進行綜合開發利用。
②在雲計算方面，將來很多的無人機要得到解放，機上的計算、機上的儲存、機上的智慧能力，這些都需要通過雲端來解決。
③在物聯網方面，物聯網是一個比行動網路更加複雜的生態系統，倡導萬物互聯，無人機融入物聯網後，將更好的發揮機動、靈動、傳感器數據多樣等優點，實現人機交互、互操作、互理解。
第二，資訊基礎設施將成為無人機組網測控，和飛行管理的重要依託。
現在，要想將無人機產業化，航空管理是一個重大問題。因此，必須依託基礎資訊設施，來解決未來交通的管理問題，不可能按照現在的方式來進行航管。
行動通信基礎設施、網路基礎設施，以及廣播電視基礎設施，都將成為無人機組網，和飛行管理的重要依託。
其中，廣播電視基礎設施有什麼用呢?假如將來一旦無人機開放使用，需要基本達到三個能力：可規避、可探測和可控制。
廣播電視發射的信號非常多，只要能夠探測，就可以把無人機進行組網。因此，資訊基礎設施將會成為無人機組網測控，和飛行管理的重要依託。
通過三大基礎設施提供的安裝，和飛行管理等共用平台，結構專用的軟硬體，最終覆蓋全國無人機組網測控，和飛行管理系統。
第三，人工智慧技術，是提升無人機應用能力的顛覆技術之首。毫無疑問，人工智慧技術對無人機的發展，有著核心的引用導向。從人工智慧的角度來看，無人機將從三個方面發展：單機智慧飛行、多機智慧協同、任務自主智慧。
單機智慧飛行，涉及到環境感知與規避，包含了探測、通信和感知，資訊融合、共享、環境自適應、新型傳感器。
智慧路徑規劃，涉及到很多人工智慧技術來解決，智慧飛控要解決開放性、自主性和自學習，還有智慧空域整合和智慧飛行。智慧飛行器是指各式各樣的飛行器，既能在水裡能飛，也能在空中飛，這個過程還是在不斷變化的。
多機協同涉及到的內容很多，其中的關鍵技術是協同指揮控制，以及協同態勢生成與評估。
多機協同路徑規劃和單機路徑規劃是不一樣的，無人機相互之間需要協同，這樣才能避免發生行駛路徑混亂。
另外，協同的語義交互的核心，是對機器自然語境的理解，將來的無人機將和其它的系統協同工作，因此要實現機器理解的機器語言。
任務自主智慧的概念，和終極的無人駕駛汽車的概念，是異曲同工的，就是可以實現自主駕駛。
例如，目前的無人機在執行查緝結合任務的時候，還需要技術人員來通過螢幕遠端操作，觀察物體是不是目標，能不能進行追緝，而我們對未來無人機的要求，是它能夠自己進行判斷，並進行追緝打擊，這也是無人機應用的最高境界。
(六)以低空空域為依託，針對民用領域，大力發展民用無人機。
現在，針對低空飛行開放，或者開放程度更大以後，如何面向民用領域來發展無人機，各個國家都頒布了相關的政策和規定。
目前，民用無人機的研究出現了一個新的特點，那就是研究應用領域非常的廣泛，而研究主體卻出現了很大的變化。
目前，除了主流航空企業在開展無人機業務外，大量的網路公司亞馬遜、谷歌、Facebook，Gopro，騰訊、小米等，也開始開始涉足無人機領域，開展相關業務。
因為這些企業在資訊技術領域，具有一定的技術累積，所以說它們在進入無人機領域的過程具有優勢，這也驗證了，資訊技術是推動無人機發展的主要動力。
在民用無人機的應用上，遙感探測類的數位地球感知，是最重要的研究項目，接著是在國土調查、氣象探測和交通監管和安全(搜捕、營救、反恐除爆)等領域，然後是在工農林業生產領域，最後是在物流運輸領域。
其中，無人機在工農林業生產領域，是的確應用非常巨大。美國研究無人機市場的時候提出，農業絕對會成為無人機的主導市場。除了無人機在主流市場的應用外，未來，娛樂也會成為無人機的消費領域。
所以，我們能夠看到無人機的應用之深、應用之廣，以及對未來無人機市場繁榮的期盼。
總有一天，無人機將會和手機一樣，成為人們生活的標配。家家都有機器人，人人都有無人機的時代即將到來，你和我們準備好了嗎? （呵呵，有夢最美！）
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